瀝青路面車轍損壞原因及防治措施

侯源

摘 要：車轍是瀝青路面最常見、破壞較大的病害之一，不僅會影響汽車運行的舒適性與安全，更會縮短路面使用壽命。為此，對瀝青路面車轍損害形成機理、損壞原因等進行研究，對控制車轍病害，采取科學、有效的措施進行防治具有重要的現實意義。

關鍵詞：瀝青路面;車轍病害;損壞原因;防治措施

伴隨國民經濟的快速增長及交通事業的不斷進步，我國交通基礎設施短板逐步加強。公路工程作為重要的基礎設施，有效拉動了經濟發展，為人們日常出行提供了便利。但在公路投入使用之后，由于車輛超載等因素作用下，會導致開裂、坑槽等病害產生，必須加強病害處治措施，以免病害程度逐漸加深，影響車輛行駛安全性，降低工程使用壽命。車轍是瀝青路面最常見的病害之一，合理選用處治措施，可有效遏制病害程度加深，提高工程使用性能。在具體施工中，應充分了解原有路面結構性能，掌握病害原因，提高處治質量。

1 車轍形成機理

作為一種多相分散體，瀝青混合料的主要構成成分為石質骨料與瀝青膠結料，其是通過松散礦料顆粒本身互相嵌擠構成骨架，且利用瀝青結合料膠結作用形成的混合體。瀝青混合料在外荷載作用下，具有較為復雜的應力及應變特點，其彈性變形在低溫或瞬時荷載影響下起關鍵作用，絕大多數情況下，粘彈性為其變形主要狀態。一般瀝青混合料變形特性可通過蠕變試驗進行直觀、形象地表述，在加載瞬間將有瞬時彈性應變與塑性應變在混合料內產生，同時在不斷增加荷載作用時間的過程中，材料應變也會隨之增加，但該增加應變部分可看做是粘彈性應變，可通過荷載作用將其荷載卸除，此時材料能夠迅速恢復彈性，但其應變卻無法徹底恢復，塑性應變與粘塑性應變則為剩余應變，也可看做是永久變形。在行車荷載長期作用下，路面永久變形將逐步增多，宏觀上可稱為車轍。

2 瀝青路面車轍損壞原因

2.1 瀝青混合料

現行的瀝青路面設計的主要依據指標是瀝青混合料的強度，其取決于混合料的粘結力和內摩擦角的影響;粘結力又取決于瀝青材料的化學結構、膠體結構、物理化學性質、稠度、瀝青膜的厚度、瀝青礦料比、瀝青與礦粉系的分散結構特征以及瀝青與礦料的相互作用。

（1）材料性質。瀝青的粘度和瀝青與礦料之間的粘附性是影響瀝青混合料高溫穩定性的兩個因素;瀝青粘度越大，瀝青與礦料之間的粘附越好，那么混合料的高溫穩定性越好，因此要選用粘度大的瀝青和非酸性礦料以提高混合料的高溫穩定性和強度，以便產生較高的抗車轍能力;瀝青改性是一種提高瀝青高溫穩定性的有效手段，改性瀝青混合料同標準混合料相比車轍深度有明顯減少。

（2）礦物集料的表面紋理、料顆粒大小、形狀、級配、顆粒相互位置、礦料數量，可以影響混合料的孔隙結構，即孔隙的大小、形狀與連通閉合情況、瀝青用量狀況以及瀝青的用量和瀝青同集料的互相作用情況，因而可以對車轍的大小表現出不同的影響。

（3）礦料級配。為探討集料級配對車轍大小的影響，有關研究人員將集料分為過細級配組、細級配組和粗級配組三種，環道試驗結果表明：熱拌瀝青混合料在最佳瀝青含量、8%空隙率時粗級配有較大的車轍深度，過細級配次之，細級配組車轍深度最小。可見，單純增大礦料粒徑并不能提高路面抗車轍能力。

2.2 路面結構組成

瀝青路面的抗車轍能力還與路基類型和路面厚度有關。當其路基為砂土材料時，面層厚度對車轍影響很大，面層瀝青混合料較薄時車轍較深，而且較大部分來自路基的形變;而當面層較厚時，路基基本上不產生車轍。在當路基為剛性或半剛性材料時，車轍的深度隨瀝青混合料面層厚度的增大而增加，這時的車轍總量90%來自于瀝青混合料面層本身。由此認為，當路基和基層強度較高時，采用薄瀝青混合料面層可以有效地控制車轍深度，而當路基基層強度較弱時應適當增加面層厚度，但這樣構筑的道路，往往由于路面回彈模量與路基回彈模量之間的比值過大，帶來不盡合理的結構組合，而且也不夠經濟。平鐘高速路基地質結構復雜，車轍病害的成因與結構密不可分。

2.3 交通荷載及環境條件

（1）渠化交通。由于城市道路交通組織的渠化，導致瀝青路面車轍破壞的情況日漸突出。在同一結構、同一條道路上，劃分出不同交通形式的兩段道路進行試驗，結果證明：渠化交通路段的車轍顯著增長，混合交通路段車轍增加較慢，其原因是混合交通時荷載作用范圍較寬，變形面較大，同一位置的車轍累積較小，而渠化交通同一位置處的車轍累積量大。

（2）荷載。試驗研究證明：車輛超載加快路面的病害。在不同的軸載作用下，重軸載作用產生的車轍較輕軸載大得多;道路交叉口和停車點的車轍通常為正常行駛路段的2～5倍。

2.4 環境氣候條件

溫度升高時瀝青粘度變小，其抵抗蠕變的能力下降，在受到外力時很容易產生永久剪切變形導致瀝青材料橫向流動而產生車轍。當路面積水或路面結構含水量增加時，瀝青和礦料之間的粘結力在潮濕條件下會被削弱或破壞，在行車荷載和水分的聯合作用下，這種病害會明顯加劇，導致瀝青路面產生較大的車轍。

3 瀝青路面車轍防治措施

某公路工程總長為10.8km，為雙向6車道。自通車以后，因交通量逐年上漲，且超載、超重問題嚴重，導致路面車道多處位置集中產生大量車轍現象，為確保行車安全，必須制止病害發展，采取有效處治措施治理車轍病害。經相關檢測分析，I車道車轍深度在1.5cm以內;II、III車道車轍發展速度相對較快，其中車轍深度在1.5cm以上的單車道長度為6km，在總數中所占比例高達55%;車轍深度在3cm以上的單車道長度為1.2km，在總數中所占比例為11%;6cm為車轍最大深度。相比II車道，III車道車轍深度、長度更甚。為充分掌握該道路車轍情況，需進行適當的檢測工作，結果顯示，4mm為III車道8個月行車作用下車轍深度平均值增加量，3mm為II車道8個月行車作用下車轍深度平均值增加量。相比原車轍較大深度路段，原深度較小段車轍發展速度更快，變化更大。結合該道路車轍病害特征，對其病害產生原因進行分析。在此基礎上，借鑒國內外相關施工經驗，提出了相應的治理方法。

根據工程實際情況，車轍病害較為嚴重的車道主要集中于II、III車道，為提高道路質量，改善行車條件，應有針對性地進行車轍治理。

（1）先銑刨維修II、III車道車轍，7.95m為治理寬度，車轍深度在3cm以下的路段，則4.5cm為其銑刨深度，隨后進行改性乳化瀝青粘層油灑布，并將4.5cmSMA表面層再次攤鋪。

（2）車轍深度在3cm以上的路段，需將9cm定為其銑刨深度，并進行改性乳化瀝青粘層油灑布，隨后進行中粒式瀝青混凝土（5cm ）+SMA表面層（4cm）鋪筑。選取SMA-161型作為路面表面層，選取改性瀝青中粒式瀝青混凝土AC-201型作為中面層結構，選取SBS改性瀝青作為全部瀝青混合料。

（3）如下面層已松散，需銑刨掉原中、下面層，隨后由新分層開始進行瀝青混凝土面層攤鋪，如損壞過于險種，需徹底翻修，保證施工效果。

必須與道路建設具體現狀結合，深入探究車轍治理技術，總結病害特征，及時找出病害原因，并采取行之有效的措施予以治理。以此，更好地服務于市政道路工作，保證行車安全、舒適，最大限度延長路面使用年限，實現工程建設社會效益及經濟效益。

4 結束語

綜上所述，近年來，我國公路交通量增長非常迅猛，往往遠遠地超過了設計預期增長速度，高速公路重車比例在不斷提高，車輛超載超限現象非常普遍，這種交通條件對路面的破壞作用非常嚴重，尤其會導致路面車轍的產生。我們應該重視車轍問題，在施工過程中時刻牢記對各種病害的防治，在不斷總結施工經驗和研究的同時，積極引進國際先進的防治車轍的新工藝、新技術及新材料，為我國的交通事業騰飛奠定良好基礎。

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